对内蒙古贝加尔针茅草原群落开展氮素添加实验，设置6个氮素添加水平，氮素类型为硝酸铵（NH4 NO3）：对照（N0），1．5 g N／m^2（N15）、3．0 g N／m^2（N30）、5．0 g N／m^2（N50）、10．0 g N／m^2（N100）和15．0 g N／m^2（N150...对内蒙古贝加尔针茅草原群落开展氮素添加实验，设置6个氮素添加水平，氮素类型为硝酸铵（NH4 NO3）：对照（N0），1．5 g N／m^2（N15）、3．0 g N／m^2（N30）、5．0 g N／m^2（N50）、10．0 g N／m^2（N100）和15．0 g N／m^2（N150）。利用凋落物网袋分解法，研究贝加尔针茅、羊草和冷蒿3种植物不同器官凋落物分解对氮素添加的响应。结果表明：1）3种植物不同器官凋落物C残留率的季节变化与植物残留率的变化趋势相同，呈释放模式。2）贝加尔针茅各器官凋落物分解95％所需时间为3．79～5．75年。羊草各器官凋落物分解95％所需时间为3．12～6．34年。冷蒿各器官凋落物分解95％所需时间为2．69～6．82年。3）不同植物、不同器官凋落物分解速率对氮素添加响应不同，初始化学组成不是控制凋落物分解的主要影响因子。4）凋落物分解速率与土壤铵态氮、硝态氮和土壤含水量无显著相关性，冷蒿凋落物与土壤微生物量碳氮显著相关。5）本试验进行期间，氮素添加对各器官凋落物分解无一致影响，仅个别施氮水平对不同器官凋落物分解速率及养分释放有促进或抑制作用。在氮素添加背景下，凋落物分解受到时间、分解底物类型及氮素输入水平的共同影响。展开更多
以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm^(-2))、N15(15 kg N·hm^(-2))、N30(30 kg N·hm^(-2))、N50(50 kg N·hm^(-2))、N100(100 kg N...以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm^(-2))、N15(15 kg N·hm^(-2))、N30(30 kg N·hm^(-2))、N50(50 kg N·hm^(-2))、N100(100 kg N·hm^(-2))、N150(150 kg N·hm^(-2))、N_200(200 kg N·hm^(-2))、N300(300 kg N·hm^(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50>N30>N100>N15>N0>N_200>N150>N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm^(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。展开更多
以贝加尔针茅草甸草原建群种贝加尔针茅为研究对象,通过一个连续6年氮添加野外控制试验,设置5个氮素处理:N_0(0kg N/hm^2)、N_(30)(30kg N/hm^2)、N_(50)(50kg N/hm^2)、N_(100)(100kg N/hm^2)、N_(150)(150kg N/hm^2),探讨氮沉降变化...以贝加尔针茅草甸草原建群种贝加尔针茅为研究对象,通过一个连续6年氮添加野外控制试验,设置5个氮素处理:N_0(0kg N/hm^2)、N_(30)(30kg N/hm^2)、N_(50)(50kg N/hm^2)、N_(100)(100kg N/hm^2)、N_(150)(150kg N/hm^2),探讨氮沉降变化对贝加尔针茅种群光合特性与叶片功能特性变化规律及其影响因子。结果表明,氮素添加变化显著影响贝加尔针茅的净光合速率等光合特性,氮素添加处理净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,G_s)、蒸腾速率(transpiration rate,T_r)、光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency,PNUE)和光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency,PEUE)均低于或显著低于无氮素添加处理。氮素添加处理叶片比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片N含量(leaf N content,N_(mass))、建成成本(leaf construction cost,CCmass)、叶片N∶P均高于或显著高于无氮素添加处理。相关分析表明,5个氮素处理的Pn与G_s、T_r、PNUE、PEUE、叶片P含量(leaf P content,P_(mass))、土壤N∶P呈显著正相关,与叶片比叶面积(SLA)、N_(mass)、CCmass、土壤含水量、土壤pH值呈极显著负相关;叶片N_(mass)与SLA、CCmass、土壤N∶P呈显著正相关,与PNUE、PEUE、P_(mass)、土壤含水量、土壤pH值呈显著负相关。综合以上研究表明,长期氮添加会降低贝加尔针茅净光合速率、养分利用效率,提高叶片建成成本和叶片N∶P,土壤含水量和土壤pH值是引起这种改变发生的主要因子。展开更多
为了研究氮沉降对内蒙古贝加尔针茅草原主要温室气体CO_2、CH_4和N_2O通量的影响,试验通过施加NH4NO3以模拟氮沉降增加,设置对照(0 kg N·hm^(-2),CK)、低氮(30 kg N·hm^(-2),N30)、中氮(50 kg N·hm^(-2),N50)和高氮(100 ...为了研究氮沉降对内蒙古贝加尔针茅草原主要温室气体CO_2、CH_4和N_2O通量的影响,试验通过施加NH4NO3以模拟氮沉降增加,设置对照(0 kg N·hm^(-2),CK)、低氮(30 kg N·hm^(-2),N30)、中氮(50 kg N·hm^(-2),N50)和高氮(100 kg N·hm^(-2),N100)4个氮素添加水平,于牧草生长季(6—10月),采用静态箱-气相色谱法测定了CO_2、CH_4和N_2O的通量。结果表明:贝加尔针茅草原是CO_2和N_2O的源、CH_4的汇,与对照相比,氮素添加处理(N30、N50和N100)在显著增加植物地上生物量的同时,增加了CO_2和N_2O的累计排放量,并降低了CH_4的累计吸收量,处理间全球增温潜势表现为N100>N30>N50>CK,所以N50处理既能显著增加草原植物地上生物量,又能够减缓全球增温潜势的增加。相关分析表明:3种温室气体排放通量与土壤温度、有机碳和NO_3^--N含量均显著相关(P<0.05),CO_2和N_2O排放通量与土壤含水率显著正相关(P<0.05),CH_4和N_2O排放通量与土壤NH_4^+-N含量极显著相关(P<0.01)。展开更多
为揭示养分添加对草原土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-Eco技术,研究了在无养分添加对照(CK)和7种不同氮磷钾养分添加方式(单养分添加:N、P、K,不同组合添加:PK、NK、NP、NPK)下贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性变化...为揭示养分添加对草原土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-Eco技术,研究了在无养分添加对照(CK)和7种不同氮磷钾养分添加方式(单养分添加:N、P、K,不同组合添加:PK、NK、NP、NPK)下贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:(1)不同养分添加条件下土壤微生物群落单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development)AWCD值从高到低依次为NP>P>NPK>NK>N>CK>K>PK。(2)含磷添加处理(PK除外,NP、P、NPK)和含氮添加处理(N、NK)的丰富度指数H均显著高于CK、K、PK,而均匀度指数E和优势度指数D在各处理间差异不显著。(3)主成分分析结果表明,CK、K、PK、NK处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,而NP、P和N、NPK分别具有不同的碳源利用方式。据此可知,NP、P、NPK、N养分添加方式可以提高土壤微生物代谢活性、物种丰富度指数和微生物群落碳源利用能力,有利于土壤微生物群落功能多样性的提高。展开更多
大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象,其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自...大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象,其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N 0(0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 15(15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 30(30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 50(50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 100(100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 150(150 kg N·hm^-2·yr^-1)6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。展开更多
以贝加尔针茅草原为研究对象,施氮模拟氮沉降增加,设置N0,N50,N100,N200,N300(0,50,100,200,300 kg N·hm^-2·年^-1)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平变化对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响。结果表明,与对照N0相比,N50、...以贝加尔针茅草原为研究对象,施氮模拟氮沉降增加,设置N0,N50,N100,N200,N300(0,50,100,200,300 kg N·hm^-2·年^-1)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平变化对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响。结果表明,与对照N0相比,N50、N100、N200和N300处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳含量,显著降低了土壤微生物量碳含量。N100处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳的组分比例,显著提高了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。N200和N300处理显著降低了土壤易氧化有机碳组分比例,显著降低了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。分析结果表明,土壤易氧化有机碳分配比例、可溶性有机碳分配比例、微生物量碳分配比例、碳库活度指数和碳库管理指数之间呈极显著相关性(P<0.01)。在未来氮沉降持续增加的情况下,贝加尔针茅草原土壤碳库质量可能会降低。展开更多
为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细...为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细菌群落结构特征及其与土壤化学性质的关系。结果表明:随着氮添加水平增加,细菌Alpha多样性指数呈现先增加后降低的趋势,7个氮添加处理的Alpha多样性指数与对照相比无显著差异。在群落中占主导的细菌门类有酸杆菌门(19.01%~38.31%)、变形菌门(6.64%~17.11%)、放线菌门(5.07%~16.06%)、疣微菌门(3.57%~7.40%)、绿弯菌门(3.38%~8.42%)和芽单胞菌门(0.87%~1.81%)。随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类相对丰度表现出不同的变化趋势。氮添加改变了土壤细菌群落结构,且高氮添加对土壤细菌群落结构影响高于低氮添加。相关性分析表明,土壤pH、硝态氮、铵态氮和全磷含量是影响细菌群落结构的主要因素,其中土壤pH对细菌群落结构的影响最大。展开更多
文摘对内蒙古贝加尔针茅草原群落开展氮素添加实验，设置6个氮素添加水平，氮素类型为硝酸铵（NH4 NO3）：对照（N0），1．5 g N／m^2（N15）、3．0 g N／m^2（N30）、5．0 g N／m^2（N50）、10．0 g N／m^2（N100）和15．0 g N／m^2（N150）。利用凋落物网袋分解法，研究贝加尔针茅、羊草和冷蒿3种植物不同器官凋落物分解对氮素添加的响应。结果表明：1）3种植物不同器官凋落物C残留率的季节变化与植物残留率的变化趋势相同，呈释放模式。2）贝加尔针茅各器官凋落物分解95％所需时间为3．79～5．75年。羊草各器官凋落物分解95％所需时间为3．12～6．34年。冷蒿各器官凋落物分解95％所需时间为2．69～6．82年。3）不同植物、不同器官凋落物分解速率对氮素添加响应不同，初始化学组成不是控制凋落物分解的主要影响因子。4）凋落物分解速率与土壤铵态氮、硝态氮和土壤含水量无显著相关性，冷蒿凋落物与土壤微生物量碳氮显著相关。5）本试验进行期间，氮素添加对各器官凋落物分解无一致影响，仅个别施氮水平对不同器官凋落物分解速率及养分释放有促进或抑制作用。在氮素添加背景下，凋落物分解受到时间、分解底物类型及氮素输入水平的共同影响。
文摘以贝加尔针茅草原不同土层土壤为研究对象,开展了连续6年的氮添加野外控制试验,8个氮素添加处理分别为N0(0 kg N·hm^(-2))、N15(15 kg N·hm^(-2))、N30(30 kg N·hm^(-2))、N50(50 kg N·hm^(-2))、N100(100 kg N·hm^(-2))、N150(150 kg N·hm^(-2))、N_200(200 kg N·hm^(-2))、N300(300 kg N·hm^(-2)),采用氯仿熏蒸提取法和Biolog生态板法,分析了不同氮添加量下草原土壤微生物生物量碳、氮及微生物群落功能多样性的变化规律。结果表明,长期添加无机氮素,土壤微生物生物量碳降低;高氮添加(N100、N150、N_200、N300)提高了微生物生物量氮,显著降低了微生物熵。培养96 h时,生态板的平均颜色变化率(AWCD)在0~10 cm土层大小顺序依次为N50>N30>N100>N15>N0>N_200>N150>N300。相同氮添加量下,不同深度土层土壤微生物生物量碳、氮和AWCD值总体表现为0~10 cm土层高于10~20 cm土层。0~10 cm土层,高氮添加(N100、N150、N_200、N300)下,土壤微生物群落功能多样性指数H低于或显著低于对照(N0),均匀度指数E高于或显著高于对照,各处理间优势度指数D差异不明显。主成分分析结果表明,高氮处理、低氮处理及无氮添加下土壤微生物对碳源利用能力存在较大差异。土壤pH、有机碳、全氮、全磷、微生物生物量氮、微生物熵、微生物量碳氮比、硝态氮与土壤微生物群落功能多样性密切相关,100 kg N·hm^(-2)氮添加量是土壤微生物活性从促进到抑制的一个阈值。
文摘以贝加尔针茅草甸草原建群种贝加尔针茅为研究对象,通过一个连续6年氮添加野外控制试验,设置5个氮素处理:N_0(0kg N/hm^2)、N_(30)(30kg N/hm^2)、N_(50)(50kg N/hm^2)、N_(100)(100kg N/hm^2)、N_(150)(150kg N/hm^2),探讨氮沉降变化对贝加尔针茅种群光合特性与叶片功能特性变化规律及其影响因子。结果表明,氮素添加变化显著影响贝加尔针茅的净光合速率等光合特性,氮素添加处理净光合速率(net photosynthetic rate,Pn)、气孔导度(stomatal conductance,G_s)、蒸腾速率(transpiration rate,T_r)、光合氮利用效率(photosynthetic nitrogen use efficiency,PNUE)和光合能量利用效率(photosynthetic energy use efficiency,PEUE)均低于或显著低于无氮素添加处理。氮素添加处理叶片比叶面积(specific leaf area,SLA)、叶片N含量(leaf N content,N_(mass))、建成成本(leaf construction cost,CCmass)、叶片N∶P均高于或显著高于无氮素添加处理。相关分析表明,5个氮素处理的Pn与G_s、T_r、PNUE、PEUE、叶片P含量(leaf P content,P_(mass))、土壤N∶P呈显著正相关,与叶片比叶面积(SLA)、N_(mass)、CCmass、土壤含水量、土壤pH值呈极显著负相关;叶片N_(mass)与SLA、CCmass、土壤N∶P呈显著正相关,与PNUE、PEUE、P_(mass)、土壤含水量、土壤pH值呈显著负相关。综合以上研究表明,长期氮添加会降低贝加尔针茅净光合速率、养分利用效率,提高叶片建成成本和叶片N∶P,土壤含水量和土壤pH值是引起这种改变发生的主要因子。
文摘为了研究氮沉降对内蒙古贝加尔针茅草原主要温室气体CO_2、CH_4和N_2O通量的影响,试验通过施加NH4NO3以模拟氮沉降增加,设置对照(0 kg N·hm^(-2),CK)、低氮(30 kg N·hm^(-2),N30)、中氮(50 kg N·hm^(-2),N50)和高氮(100 kg N·hm^(-2),N100)4个氮素添加水平,于牧草生长季(6—10月),采用静态箱-气相色谱法测定了CO_2、CH_4和N_2O的通量。结果表明:贝加尔针茅草原是CO_2和N_2O的源、CH_4的汇,与对照相比,氮素添加处理(N30、N50和N100)在显著增加植物地上生物量的同时,增加了CO_2和N_2O的累计排放量,并降低了CH_4的累计吸收量,处理间全球增温潜势表现为N100>N30>N50>CK,所以N50处理既能显著增加草原植物地上生物量,又能够减缓全球增温潜势的增加。相关分析表明:3种温室气体排放通量与土壤温度、有机碳和NO_3^--N含量均显著相关(P<0.05),CO_2和N_2O排放通量与土壤含水率显著正相关(P<0.05),CH_4和N_2O排放通量与土壤NH_4^+-N含量极显著相关(P<0.01)。
文摘为揭示养分添加对草原土壤微生物群落功能多样性的影响,采用Biolog-Eco技术,研究了在无养分添加对照(CK)和7种不同氮磷钾养分添加方式(单养分添加:N、P、K,不同组合添加:PK、NK、NP、NPK)下贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:(1)不同养分添加条件下土壤微生物群落单孔平均颜色变化率(Average Well Color Development)AWCD值从高到低依次为NP>P>NPK>NK>N>CK>K>PK。(2)含磷添加处理(PK除外,NP、P、NPK)和含氮添加处理(N、NK)的丰富度指数H均显著高于CK、K、PK,而均匀度指数E和优势度指数D在各处理间差异不显著。(3)主成分分析结果表明,CK、K、PK、NK处理土壤微生物群落碳源利用方式相似,而NP、P和N、NPK分别具有不同的碳源利用方式。据此可知,NP、P、NPK、N养分添加方式可以提高土壤微生物代谢活性、物种丰富度指数和微生物群落碳源利用能力,有利于土壤微生物群落功能多样性的提高。
文摘大气氮沉降增加作为全球气候变化的重要现象,其对草原生态系统的影响成为生态学研究热点之一。掌握氮沉降对草原土壤团聚体碳(C)、氮(N)和磷(P)生态化学计量学特征的影响,可为全面分析和评估氮沉降对草原生态系统的影响提供基础资料。自2010年起,在内蒙古贝加尔针茅草原典型地段设置N 0(0 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 15(15 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 30(30 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 50(50 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 100(100 kg N·hm^-2·yr^-1)、N 150(150 kg N·hm^-2·yr^-1)6个氮素添加处理模拟氮沉降野外控制试验。结果表明:氮素添加极显著提高了土壤团聚体的稳定性和>2 mm团聚体比例(P<0.01);各氮素添加处理中0.25~2 mm团聚体有机碳、全氮含量均显著高于其他粒径(P<0.05),全磷含量在各粒径团聚体中差异不显著;与对照相比,氮素添加显著提高了>0.25 mm土壤大团聚体有机碳和全氮含量(P<0.05),对全磷无显著影响;氮素添加导致>0.25 mm土壤大团聚体C/N降低,0.25~2 mm土壤团聚体C/P、N/P升高(P<0.05)。综合分析,氮添加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力,提高了土壤团聚体有机质的矿化速率,随着氮素添加水平的提高,土壤团聚体中P元素成为限制草原植物生长的主要限制因子。
文摘以贝加尔针茅草原为研究对象,施氮模拟氮沉降增加,设置N0,N50,N100,N200,N300(0,50,100,200,300 kg N·hm^-2·年^-1)5个氮添加水平,研究不同氮添加水平变化对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响。结果表明,与对照N0相比,N50、N100、N200和N300处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳含量,显著降低了土壤微生物量碳含量。N100处理显著提高了土壤易氧化有机碳和可溶性有机碳的组分比例,显著提高了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。N200和N300处理显著降低了土壤易氧化有机碳组分比例,显著降低了土壤碳库活度、碳库活度指数和碳库管理指数。分析结果表明,土壤易氧化有机碳分配比例、可溶性有机碳分配比例、微生物量碳分配比例、碳库活度指数和碳库管理指数之间呈极显著相关性(P<0.01)。在未来氮沉降持续增加的情况下,贝加尔针茅草原土壤碳库质量可能会降低。
文摘为揭示不同氮添加量对贝加尔针茅草原土壤细菌群落结构的影响,依托长期定位试验,采集8个氮添加水平(0、15、30、50、100、150、200、300 kg N·hm^-2·yr^-1)下0~10 cm土层土壤,利用高通量测序技术,分析不同氮添加水平下土壤细菌群落结构特征及其与土壤化学性质的关系。结果表明:随着氮添加水平增加,细菌Alpha多样性指数呈现先增加后降低的趋势,7个氮添加处理的Alpha多样性指数与对照相比无显著差异。在群落中占主导的细菌门类有酸杆菌门(19.01%~38.31%)、变形菌门(6.64%~17.11%)、放线菌门(5.07%~16.06%)、疣微菌门(3.57%~7.40%)、绿弯菌门(3.38%~8.42%)和芽单胞菌门(0.87%~1.81%)。随着氮添加水平的增加,占主导的细菌门类相对丰度表现出不同的变化趋势。氮添加改变了土壤细菌群落结构,且高氮添加对土壤细菌群落结构影响高于低氮添加。相关性分析表明,土壤pH、硝态氮、铵态氮和全磷含量是影响细菌群落结构的主要因素,其中土壤pH对细菌群落结构的影响最大。
